[發明專利]一種在線支路型故障篩選與排序方法

有效

• 申請號: 201410436428.0
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104198854A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 李振新;崔景祿;田偉;惠永杰;李介夫;牛鐸程;趙巖
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網吉林省電力有限公司吉林供電公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明屬于電力系統電壓穩定預防與控制技術領域，是一種利用雅可比矩陣條件數對支 路參數靈敏度實現電力系統中在線支路型故障篩選與排序方法。

背景技術

隨著電力系統規模的不斷擴大，在線分析各種運行狀態下系統脆弱環節成為電力系統運 行中的一項基本任務。復雜電力系統中常常包含成千上萬個預想事故，其中支路型故障占有 很高的比例，單條支路型故障預想事故嚴重性排序對指導電力系統安全運行十分重要。因此， 高效、快速的支路型故障篩選及排序方法為電網安全運行及早期預警提供理論依據。

在電力系統電壓穩定性研究中，當系統處于重負荷時,當某一條支路故障退出運行會造成 系統穩定性惡化甚至立即失去，這類故障稱為單條支路型故障。將發生故障而被移除后對系 統穩定性的影響最大的支路定義為最嚴重支路型故障，其本質就是此支路故障退出運行時對 全系統的電壓穩定性影響相對較大。目前，對電力系統支路型故障問題的解決辦法主要包括 基于連續潮流的支路故障篩選與排序，非線性連續潮流模型，高階靈敏度法，支路參數靈敏 度法，以及故障后電壓穩定極限計算。上述方法中，在對支路型故障程度排序和故障后負荷 裕度的計算過程中，多階段的篩選或逐一斷開支路后運用連續法或直接法重復計算，計算量 大、速度慢，難以適應大規模電力系統在線安全穩定評估與計算的需要。若能在線的給出系 統支路故障的嚴重程度及其排序，將有助于電力系統運行部門及早地采取相應的控制措施以 保證電網的安全運行。通過計算雅可比矩陣條件數對支路參數的靈敏度及微分量的大小對各 支路故障嚴重程度進行排序可在系統當前運行方式下實現在線運算，但迄今為止，未見有關 雅可比矩陣條件數靈敏度及微分量對支路故障嚴重程度排序的報道和實際應用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種具有計算簡單、結果準確、易于實現且 無需重復潮流計算的在線支路型故障篩選與排序方法。

本發明的目的是由以下技術方案來實現的：一種在線支路型故障篩選與排序方法，其特 征是，它包括以下步驟：

1)基于矩陣擾動理論的雅可比矩陣條件數的構建

用于電力系統潮流計算的方程為：

JV＝W????(1)

其中：J為用于系統潮流計算的雅可比矩陣，

V表示節點相角和電壓的變化列向量[△θ△U/U]^T，

W表示節點有功功率和無功功率的變化列向量[△P△Q]^T；

在系統受到外界的一個擾動時，系統會在目前運行點的基礎上有功和無功功率重新分布， 使系統潮流達到一個新的運行點，此時，全系統用于潮流迭代的雅可比矩陣中的元素也發生 了相應的變化，潮流方程在新的運行點處達到平衡，系統在新的運行點處有如下關系：

(J+ΔJ)(V+ΔV)＝(W+ΔW)????(2)

其中：ΔJ為系統受擾動后雅可比矩陣的改變量，

ΔV為系統受擾動后節點電壓改變列向量，

ΔW為系統受擾動后節點功率改變列向量，

令J′＝J+ΔJ，則J′為系統在新運行點處潮流方程的雅可比矩陣；

對應于潮流收斂的兩個運行點處的雅可比矩陣J和J′一定都是非奇異矩陣，且在系統結 構不發生變化時，J和J′維數相同，根據矩陣擾動理論中矩陣逆和方程組的擾動界限定理得：